Đồ án máy rót nước tự động

Đồ án môn học 1- Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT HƯNG YÊN KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ - - ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ MÁY RÓT NƯỚC TỰ ĐỘNG GVHD: TS Đặng Quang Đồng SVTH : Hoàng Quang Huy Nguyễn Quang Hưng Bùi Nguyên Hưng Nguyễn Hữu Khải LỚP: 122201 download by : skknchat@gmail.com Đồ án môn học 1- Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên LỜI NÓI ĐẦU Ngày với phát triển công nghệ điện tử, xuất nhiều loại cảm biến, tùy vào cách dùng mục đích sử dụng mà loại cảm biến thực ứng dụng sống với độ xác cao, nhỏ gọn ví dụ việc chế tạo máy rửa tay tự động, máy bơm nước tự động , bật tắt đèn tự động hay cảnh báo chống trộm vv Xuất phát từ nhu cầu ứng dụng chúng em thiết kế hệ thống : “Thiết kế máy rót nước tự động” Trong qua trình nghiên cứu , chế tạo thuyết minh đồ án hiểu biết hạn hẹp nên khơng tránh khỏi sái sót Vì chúng e mong nhận ý kiến đóng góp thầy để chúng em rút kinh nghiệm để đồ án thành công tốt đẹp Chúng em xin chân thành cảm ơn! download by : skknchat@gmail.com Đồ án môn học 1- Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Ngày Tháng Năm 20 Giáo Viên Hướng Dẫn download by : skknchat@gmail.com Đồ án môn học 1- Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên MỤC LỤC MỤC LỤC HÌNH ẢNH MỤC LỤC VIDEO CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1.1 Tìm hiểu máy rót nước tự động 1.2 Các linh kiện thiết bị điện tử sử dụng máy 1.2.1 Điện trở(Resistor) 1.2.2Diode 1.2.3 Relay 1.2.4 Cảm biến hồng ngoại vật cản 1.2.5 Máy bơm 10 1.2.6 Transitor 11 CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ MÁY RÓT NƯỚC TỰ ĐỘNG 13 2.1 Phân tích mô mạch 13 2.2 Thiết kế chế tạo mạch 14 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 16 TÀI LIỆU THAM KHẢO 17 download by : skknchat@gmail.com Đồ án môn học 1- Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên MỤC LỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1:Ký hiệu theo hai tiêu chuẩn US EU Hình 1.2:Hình ảnh thực tế điện trở Hình 3:Cấu tạo Diode Hình 4: Kí hiệu diode Hình 5: Hình ảnh thực tế diode Hình 6: Cảm biến quang 10 Hình 7:Cấu tạo cảm biến quang 10 Hình 8: Ký hiệu transistor 11 Hình 9: Cấu tạo transistor 12 download by : skknchat@gmail.com Đồ án môn học 1- Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên MỤC LỤC VIDEO Video 1: Video mô 14 Video 2: Vận hành mạch thực tế 14 Video 3: Vận hành mạch thiết bị thực tế 15 download by : skknchat@gmail.com Đồ án môn học 1- Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1.1 Tìm hiểu máy rót nước tự động Máy rót nước tự động thực tế sáng chế tiện lợi giúp ích nhều sống người Mạch không phức tạp dễ thực ,linh kiên để làm mạch dễ kiếm giá thành khơng qua đắt Trong sống mơ hình máy rót nước tự động áp dụng nhiều đời sống ,ví dụ cách địa điểm cơng cộng sân bay, máy rót nước tự động sử dụng để giúp người lấy nước để uống cách tiện lợi lại hạn chế chạm vào bề mặt dễ tiếp xúc nhiều người để đảm bảo an tồn phịng dịch thời điểm nay, ngồi máy rót nước tự động áp dụng thành máy rửa tay tự động để sử dụng địa điểm công cộng nguyên lý hoạt động tương đồng nhà máy sản xuất đồ uống dây truyền có hệ thống triết, rót nước tự động 1.2 Các linh kiện thiết bị điện tử sử dụng máy 1.2.1 Điện trở(Resistor) Điện trở hay Resistor linh kiện điện tử thụ động mạch điện gồm tiếp điểm kết nối , thường dùng để cản trở cường độ dòng điện chảy mạch , hiệu điện hai đầu tỉ lệ với cường độ dịng điện qua theo định luật ohm: V=IR Hình 1.1:Ký hiệu theo hai tiêu chuẩn US EU Hình 1.2:Hình ảnh thực tế điện trở download by : skknchat@gmail.com Đồ án môn học 1- Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên 1.2.2Diode a,Cấu tạo Diode bán dẫn Khi có hai chất bán dẫn P N , ghép hai chất bán dẫn theo tiếp giáp P - N ta Diode, tiếp giáp P -N có đặc điểm:Tại bề mặt tiếp xúc, điện tử dư thừa bán dẫn N khuyếch tánsang vùng bán dẫn P để lấp vào lỗ trống => Tạo thành lớp trung hoà điện => Lớp tạo thành miền cách điện giữahai chất bán dẫn Hình 1:Cấu tạo Diode Ở hình 1.3 mối tiếp xúc P - N cấu tạo Diode bán dẫn Kí hiệu hình dáng diode: Hình 2: Kí hiệu diode Hình 3: Hình ảnh thực tế diode download by : skknchat@gmail.com Đồ án môn học 1- Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên b, Phân cực thuận cho diode Khi ta cấp điện áp dương (+) vào Anôt (vùng bán dẫn P) điện áp âm (-) vào Katôt (vùng bán dẫn N) , tác dụng tương tác điện áp, miền cách điện thu hẹp lại, điện áp chênh lệch giữ hai cực đạt 0,6V (với Diode loại Si) 0,2V (với Diode loại Ge) diện tích miền cách điện giảm không => Diode bắt đầu dẫn điện Nếu tiếp tục tăng điện áp nguồn dịng qua Diode tăng nhanh chênh lệch điện áp hai cực Diode không tăng (vẫn giữ mức 0,6V) c, Phân cực ngược cho diode Khi phân cực ngược cho Diode tức cấp nguồn (+) vào Katôt (bándẫn N), nguồn (-) vào Anôt (bán dẫn P), tương tác điện áp ngược, miềncách điện rộng ngăn cản dòng điện qua mối tiếp giáp, Diode chịu điện áp ngược lớnkhoảng 1000V diode bị đánh thủng Diode bị cháy áp phân cực ngựơc tăng ≥ 1000V d, Ứng dụng diode bán dẫn Do tính chất dẫn điện chiều nên Diode thường sử dụng mạch chỉnh lưu nguồn xoay chiều thành chiều, mạch tách sóng, mạch gim áp phân cực cho transistor hoạt động ,trong mạch chỉnh lưu Diode tích hợp thành Diode cầu 1.2.3 Relay a, Khái niệm Relay công tắc điện từ vận hành dòng điện tương đối nhỏ bật tắt địng điện lớn nhiều b, Nguyên lý hoạt động relay Khi dòng điện chạy qua mạch thứ (1), kích hoạt nam châm điện (màu nâu) Tạo từ trường (màu xanh) thu hút tiếp điểm (màu đỏ) kích hoạt mạch thứ hai (2) Khi tắt nguồn, lò xo kéo tiếp điểm trở lại vị trí ban đầu, tắt mạch thứ hai lần 1.2.4 Cảm biến hồng ngoại vật cản a, Khái niệm Cảm biến quang sử dụng loạt ứng dụng công nghiệp sản xuất Chúng sử dụng để cảm nhận diện vật thể vật liệu download by : skknchat@gmail.com Đồ án môn học 1- Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên sau bắt đầu số hành động đơn giản đánh dấu diện vắng mặt chúng Chìa khóa cho hoạt động họ họ không yêu cầu tiếp xúc vật lý với mục tiêu đối tượng cảm nhận Hình 4: Cảm biến quang b, Cấu tạo Một cảm biến quang gồm ba phận :đầu phát , vật thể , đầu thu Hình 5:Cấu tạo cảm biến quang c, Ứng dụng cảm biến hồng ngoại vật thể Cảm biến tiệm cận sử dụng loạt ứng dụng công nghiệp sản xuất Chúng sử dụng để cảm nhận Sự diện vật thể vật liệu sau bắt đầu số hành động đơn giản đánh dấu diện vắng mặt chúng Chìa khóa cho hoạt động chúng chúng khơng u cầu tiếp xúc vật lý với mục tiêu đối tượng cảm nhận 1.2.5 Máy bơm a, Khái niệm Máy bơm loại máy thủy lực, nhận lượng từ bên ( năng, điện năng, thủy vv ) truyền lượng cho dòng chất lỏng, nhờ đưa chất lỏng lên độ cao định dịch chuyển chất lỏng theo hệ thống đường ống b, Cấu tạo Một máy bơm nước có cấu tạo gồm phần chính: 10 download by : skknchat@gmail.com Đồ án môn học 1- Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên - Bánh công tác: lắp trục bơm để cố định với trục tạo nên phần quay gọi Roto - Trục bơm: thường chế tạo thép hợp kim lắp với bánh công tác thông qua mối ghép then - Bộ phận dẫn hướng vào: thuộc thân máy bơm thường - Bộ phận dẫn hướng ra: đúc gang có hình dạng tương đối phức tạp c, Ngun lí hoạt động Mỗi loại máy bơm nước có nguyên lý hoạt động khác Nhưng nhìn chung, máy vận hàng theo nguyên lý chung hút hết khơng khí khỏi đường ống (tạo chân khơng) làm cho áp suất đường ống giảm Lúc đó, áp suất khí đè lên mặt nước, làm cho nước ống đẩy lên Khi lượng nước phần thân bơm ống hút đầy, lúc máy hoạt động dựa trình hút đầy Quá trình diễn với tần suất thường xuyên, giúp tạo dịng chảy vận chuyển nước khơng ngừng 1.2.6 Transitor a, Khái niệm: Transistor loại linh kiện bán dẫn chủ động thường sử dụng mạch khuyếch đại hay khóa điện tử b, Cấu tạo nguyên lý hoạt động: Transistor gồm ba lớp bán dẫn ghép với hình thành hai mối tiếp giáp P-N, ghép theo thứ tự PNP ta Transistor thuận, ghép theo thứ tự NPN ta Transistor ngược Về phương diện cấu tạo Transistor tương đương với hai Diode đấu ngược chiều Cấu trúc gọi Bipolar Junction Transitor (BJT) dịng điện chạy cấu trúc bao gồm hai loại điện tích âm dương (Bipolar nghĩa hai cực tính) Hình 6: Ký hiệu transistor 11 download by : skknchat@gmail.com Đồ án môn học 1- Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên Ba lớp bán dẫn nối thành ba cực, lớp gọi cực gốc ký hiệu B (Base), lớp bán dẫn B mỏng có nồng độ tạp chất thấp.[separator] Hai lớp bán dẫn bên nối thành cực phát (Emitter) viết tắt E, cực thu hay cực góp (Collector) viết tắt C, vùng bán dẫn E C có loại bán dẫn (loại N hay P) có kích thước nồng độ tạp chất khác nên khơng hốn vị cho Hình 7: Cấu tạo transistor Transistor hoạt động nhờ đặt điện chiều vào vùng biến (junction) Điện gọi điện kích hoạt Có hai cách thức hoạt động PNP NPN là: phân cực nghịch, phân cực thuận 12 download by : skknchat@gmail.com Đồ án môn học 1- Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ MÁY RĨT NƯỚC TỰ ĐỘNG 2.1 Phân tích mơ mạch Hình 1: Sơ đồ nguyên lý máy rót nước tự động Nguyên lý hoạt động: Tại cảm biến có led thu led phát , led phát chiếu chùm tia hồng ngoại có vật thể chùm tia hồng ngoại va vào vật thể phản phía led thu Lúc có tín hiệu có từ led thu cảm biến xuất tín điện áp từ chân OUT cảm biến , tín hiệu di chuyển vào chân B Transitor NPN làm cho Transitor hoạt động lúc dịng điện từ dương nguồn VCC qua chân Relay qua chân C xuống chân E Tran 0V Khi qua chân relay kích làm cuộn hút relay hoạt động dẫn tới ralay từ trạng thái “mở” sáng trạng thái “đóng” làm cho mạch kín dẫn tới máy bơm hoạt động hút bơm nước Khi khơng có vật thể , cảm biến khơng xuất tín hiệu điện áp -> transitor khơng hoạt động -> relay khơng đóng -> máy bơm khơng hoạt động 13 download by : skknchat@gmail.com Đồ án môn học 1- Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên IMG_1599.MOV Video 1: Video mô 2.2 Thiết kế chế tạo mạch Dựa sơ đồ nguyên lý mạch máy rót nước bên ta thực lắp ráp mạch ta có mạch thực tế: Hình 2: Hình ảnh mạch thực tế IMG_1499 (1).MOV Video 2: Vận hành mạch thực tế 14 download by : skknchat@gmail.com Đồ án môn học 1- Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên Hình 3: Hình ảnh thực tế thiết bị IMG_1863.MOV Video 3:Vận hành mạch thiết bị thực tế 15 download by : skknchat@gmail.com Đồ án môn học 1- Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN Kết luận Qua việc thực đề tài giúp sinh viên củng cố thêm cho thân kiến thức liên quan đến điện tư linh kiện điện tử , chức linh kiện ứng dụng linh kiện thực tế Ngồi sinh viên tìm hiểu học hỏi thêm kiến thức q trình thực tập thơng qua hướng dẫn giảng viên hướng dẫn nguồn tự tìm hiểu Đề tài cịn giúp tạo tảng cho sinh viên việc đồ án sau Hướng phát triển đề tài Ta thấy máy rót nước tự động đề tài khơng q khó để thực dề tài ứng dụng sống chế tạo máy sử dụng đời sống 16 download by : skknchat@gmail.com Đồ án môn học 1- Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên TÀI LIỆU THAM KHẢO Báo cáo thuyết minh đồ án có sử dụng số liệu tham khảo từ:  Từ điển mở Wikipedia số thông tin mạng khác  Các mẫu hướng dẫn báo cáo đồ án từ giảng viên hướng dẫn sinh viên khóa trước 17 download by : skknchat@gmail.com ... ngồi máy rót nước tự động áp dụng thành máy rửa tay tự động để sử dụng địa điểm công cộng nguyên lý hoạt động tương đồng nhà máy sản xuất đồ uống dây truyền có hệ thống triết, rót nước tự động. .. chế tạo máy rửa tay tự động, máy bơm nước tự động , bật tắt đèn tự động hay cảnh báo chống trộm vv Xuất phát từ nhu cầu ứng dụng chúng em thiết kế hệ thống : “Thiết kế máy rót nước tự động? ?? Trong... skknchat@gmail.com Đồ án môn học 1- Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1.1 Tìm hiểu máy rót nước tự động Máy rót nước tự động thực tế sáng chế tiện lợi giúp